AI og Energiforbruk: Bevissthet om klimapåvirkning

Illustrasjonen over er generert av OpenAI, på spesifikk bestilling fra undertegnede. Selv bruker jeg ChatGPT ganske mye. Likevel. I en tid hvor kunstig intelligens (AI / KI) integreres stadig mer i hverdagen, mener jeg det er viktig å forstå og være bevisst de mulige konsekvensene av denne teknologien. AI, inkludert systemer som ChatGPT, har mange fordeler. Selv forbedrer jeg effektiviteten, får hjelp til å løse komplekse problemer, visualisere idéer som over, og har tidvis følelsen av en personlig assistent med AI i arbeidshverdagen. Men. Energiforbruket knyttet til trening og drift av ChatGPT og andre ulike AI-modeller kan være enormt og bidra til økte klimagassutslipp. Det var for meg en tankevekker. 

300 flyreiser eller trening av én AI-modell?

AI-modeller krever store mengder datakraft, som igjen krever betydelige mengder energi. Denne energien må komme fra et sted. Utslipp fra energiproduksjon utgjør den største andelen av verdens klimagassutslipp. Det er allerede et stort globalt problem å produsere nok klimavennlig energi for det eksisterende globale forbruket. Hvis energien til AI forbruk kommer fra fossile brensler, kan AI's karbonavtrykk være betydelig. I følge OpenAI-forskere har mengden datakraft som kreves for å trene banebrytende AI-modeller siden 2012 doblet seg hver 3,4 måned. En studie fant at trening av én stor AI-modell kan produsere rundt 313 tonn CO2, tilsvarende omtrent 300 flyturer mellom New York og San Francisco​, eller 5 bilers livssyklus.

Figur A: Data fra okt. 2019 som viser kontrasten mellom CO2 avtrykket produsert ved trening av én AI modell, CO2 avtrykket fra ett gjennomsnitlig årlig menneskeliv (globalt), ett gjennomsnittlig årlig amerikansk menneskelig (mye høyere enn globalt) og livssyklus til en bil (Foto: Spblobal.com / earth.org, 18.07.23) Tallene er i pund (1 pund = 0,5 kg).  

Klimapåvirkning og energikilder

De siste sju årene har Norges strømforbruk variert fra 130 til 140 TWh per år.
Totalt er årlig energibruk i Norge på over 300 TWh. Dette inkluderer alle typer energi både på land og til havs. 

Samlet energiforbruk i Norge etter næring fra 1990-2022

Figur B: Tabell fra DNV (23.07.23)

Økt energiforbruk gir økt CO2-utslipp. Her er oppsummerte globale tall for CO2-utslipp og andre viktige faktorer knyttet til de viktigste energikildene vi bruker:

CO2-utslipp per energikilde

Vannkraft: 1-5 gram CO2 per kWh (1,000 - 5,000 tonn CO2 per TWh)
Solkraft: 20-40 gram CO2 per kWh (20,000 - 40,000 tonn CO2 per TWh)
Kjernekraft: 5-15 gram CO2 per kWh (5,000 - 15,000 tonn CO2 per TWh)
Vindkraft: 10-20 gram CO2 per kWh (10,000 - 20,000 tonn CO2 per TWh)
Kullkraft: 820 gram CO2 per kWh (820,000 tonn CO2 per TWh)
Naturgass: 490 gram CO2 per kWh (490,000 tonn CO2 per TWh)
Oljekraft: 780 gram CO2 per kWh (780,000 tonn CO2 per TWh)

Figur C: Basert på tallene over tabellen. CO2 utslipp per TWh. (Kilder nederst i innlegget).

Arealbruk blandt energikildene med minst CO2 utslipp:

Kjernekraft: ca. 1.3 kvadratkilometer per TWh produsert per år 
Solkraft: omtrent 36 kvadratkilometer per TWh produsert per år
Vindkraft: omtrent 72 kvadratkilometer per TWh produsert per år
Vannkraft: ca. 50-250 kvadratkilometer per TWh per år

Figur D: Visualisering av arealbruk/naturpåvirkning per energikilde

Andre faktorer ved energiproduksjon

Vannkraft:
Naturinngrep: Demninger og reservoarer påvirker økosystemer og biologisk mangfold.
Metanutslipp: Nedbrytning av organisk materiale under vann kan føre til metan (C4H) utslipp. (Visste du forresten av Metan kan holde på 84 ganger så mye varme som CO2?!!!)
Jordbruk og bosetting: Flom av land påvirker jordbruk og kan føre til tvangsflytting av lokalsamfunn.

Solkraft:
Landbruk og arealbruk: Krever store landarealer, noe som kan påvirke jordbruk og naturområder.
Materialbruk: Produksjon av solcellepaneler krever sjeldne jordmetaller og andre ressurser, som også må resirkuleres.
Behov for kjøling: komplekst.... Kan kreve store mengder vann til kjøling.

Kjernekraft:
Radioaktivt avfall: Krever sikker håndtering og lagring over lange tidsperioder. 
Ulykker: Risiko for alvorlige ulykker med miljø- og helsekonsekvenser. Strenge sikkerhetstiltak og utvikling av bedre teknologi har redusert risikoen betydelig.
Gruvedrift: Utvinning av uran har miljøpåvirkninger.
Behov for kjøling: Krever store mengder vann til kjøling.

Vindkraft:
Resirkulering: Rotorblader er vanskelig å resirkulere og kan føre til plastforurensning, samt enorme landområder brukes til å deponere "oppbrukte" rotorblader.
Marine økosystemer: Offshore vindturbiner kan påvirke marine arter, blant annet gjennom støy og forstyrrelser.
Støy og skyggekast: Påvirker livskvaliteten for mennesker i nærheten.

Hvilken energiproduksjon er mest klimavennlig?

Vannkraft har minst påvirkning på klima når det er i drift, og kjernekraft har nesten like lite. Når det gjelder arealbruk er kjernekraft den store vinneren, og vindkraft (på land) og vannkraft store tapere blant de med minst klimapåvirkning under produksjon. Flytende havvind har jeg ikke funnet gode nok tall på, men med forbedret teknologi kan det antas at flytende havvind er positivt for kraftproduksjonen. For å unngå unødvendig nedbygging av naturen mener jeg arealbruk er en svært viktig faktor å vurdere, uten at jeg tar meg tid til å gå nærmere inn på detaljene i det nå. Det samme får gjelde for pris, som er forskjellige for ulike varianter av energi produksjon. 

Bevisst bruk av AI og klimavennlig energiproduksjon

Vannkraft, kjernekraft eller annet? Verden kan med fordel satse på en kombinasjon av energieffektivisering. Som vi alle har fått kommunisert trengs overgang til lavkarbon energikilder. Fornybare energikilder som vannkraft, solkraft og vindkraft har sine fordeler, men også negative faktorer som gjelder blant annet arealbruk. Det trengs tiltak for å redusere deres negative miljøpåvirkninger. Kjernekraft bør kunne spille en vesentlig rolle med sin lave CO2-utslipp og den minste påvirkningen på areal, selv om det krever strenge sikkerhetstiltak og god avfallshåndtering.

Vi må være bevisst vår egen energiforbruk, også være bevisste hvordan etablering av AI som "allemannseie" påvirker klima med sitt store energibehov. Innen 2040 forventes utslippene fra informasjons- og kommunikasjonsteknologi (IKT)-industrien som helhet å nå 14 % av de globale utslippene. Størstedelen resultert av IKT-infrastrukturen, spesielt datasentre og kommunikasjonsnettverk. Klimavennlig energiproduksjon er avgjørende! Og det haster!

Kilder:
International Energy Agency (IEA), 2018
National Renewable Energy Laboratory (NREL), 2013, 2021
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2014
Brookings Institution, 2017
Illustrert vitenskap, 2022
Earth.org, 2019
FN, 2024
NVE, 2023

Og flere...

[Illustrasjonen til denne posten er generert av OpenAI, på spesifikk bestilling fra undertegnede. Illustrasjonen visualiserer min forestilling om et kjernekraftverk.]